本文關(guān)鍵詞：光纖激光器數(shù)控電源的軟硬件設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,光纖激光器研制水平突飛猛進(jìn)并開(kāi)始被使用于諸如遙測(cè)、醫(yī)療設(shè)備、材料加工、先進(jìn)武器裝備開(kāi)發(fā)等工業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)。由于激光器工作核心激光二極管(LD)對(duì)注入電流的穩(wěn)定性要求很高,驅(qū)動(dòng)電源提供電流的質(zhì)量直接影響激光器的工作性能,因此作為整個(gè)激光器系統(tǒng)中的重要組成部分激光電源的發(fā)展同時(shí)也備受關(guān)注。數(shù)控電源與傳統(tǒng)電源相比,利用嵌入式技術(shù)進(jìn)行數(shù)字控制,提高了電源使用的可靠性和抗干擾性以及控制的精度和穩(wěn)定性,并支持?jǐn)?shù)字通信,可以利用上位機(jī)對(duì)電源進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,有助于系統(tǒng)集成一體化的實(shí)現(xiàn),因此數(shù)控電源逐漸取代傳統(tǒng)電源已成為一種趨勢(shì)。本文以某型在研的車載激光武器項(xiàng)目為背景,在分析光纖激光器的工作原理和對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求后,為達(dá)到提高整個(gè)激光電源的轉(zhuǎn)換效率進(jìn)而提升武器系統(tǒng)的戰(zhàn)斗續(xù)航能力的目的,決定采用開(kāi)關(guān)電源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的采用恒流電路的低效率激光電源,來(lái)為激光器泵浦中的激光二極管提供穩(wěn)定工作電流�；趯�(shí)際工程應(yīng)用需求提出了一套采用有限雙極性控制零電壓零電流開(kāi)關(guān)(Zero-voltage and Zero-current Switching,ZVZCS)全橋DC-DC變換器為主功率電路拓?fù)?采用PIC18單片機(jī)為數(shù)字控制芯片進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的全數(shù)字化激光電源設(shè)計(jì)方案。根據(jù)設(shè)計(jì)方案按照數(shù)字開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)步驟,首先,完成對(duì)數(shù)控電源的主功率電路,輔助供電電路、采集電路、單片機(jī)工作電路、保護(hù)電路等相關(guān)硬件模塊的設(shè)計(jì)。其次,為了滿足數(shù)字控制需要,利用基于有效占空比計(jì)算法在BUCK電路小信號(hào)模型基礎(chǔ)上推導(dǎo)出有限雙極性控制下ZVZCS全橋電路數(shù)學(xué)模型來(lái)提高控制算法設(shè)計(jì)的理論可靠性,并完成基于PID算法的數(shù)字控制器設(shè)計(jì)。最后根據(jù)數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所需要的各種功能對(duì)PIC單片機(jī)的各個(gè)軟件模塊進(jìn)行配置和設(shè)計(jì)和基于VxWorks嵌入式系統(tǒng)的控制上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。利用制作的數(shù)字激光電源樣機(jī)進(jìn)行電源的輸出控制精度、紋波系數(shù)和轉(zhuǎn)換效率等相關(guān)參數(shù)的測(cè)試,測(cè)試結(jié)果證明本課題所設(shè)計(jì)數(shù)控激光電源的性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求,能夠滿足實(shí)際工程應(yīng)用的需求,對(duì)數(shù)字控制激光電源的開(kāi)發(fā)具有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN248

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1 楊青,俞本立,甄勝來(lái),孫志培,吳海濱;光纖激光器的發(fā)展現(xiàn)狀[J];光電子技術(shù)與信息;2002年05期

2 朱萬(wàn)彬,潘玉寨,楊慶鑫,王立軍;光纖激光器的發(fā)展[J];光機(jī)電信息;2002年04期

3 曉晨;2002年光纖激光器研究與應(yīng)用最新進(jìn)展研討會(huì)[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2002年08期

4 譚中偉,傅永軍,劉艷,寧提綱,裴麗,簡(jiǎn)水生;光纖激光器研究和進(jìn)展[J];現(xiàn)代有線傳輸;2002年01期

5 譚中偉,劉艷,傅永軍,寧提綱,裴麗,簡(jiǎn)水生;光纖激光器的混沌現(xiàn)象分析[J];中國(guó)激光;2003年04期

6 ;光纖激光器[J];光機(jī)電信息;2003年06期

7 宋曉舒;光纖激光器在空軍中的應(yīng)用[J];光機(jī)電信息;2003年11期

8 張德龍;具有潛在工業(yè)應(yīng)用前景的光纖激光器[J];光機(jī)電信息;2004年03期

9 劉美紅;共摻驅(qū)動(dòng)2μm光纖激光器[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2004年11期

10 陳曉燕;;光纖激光器的發(fā)展與應(yīng)用[J];電子元器件應(yīng)用;2004年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳文華;冉洋;熊松松;陳鑫;;光纖激光器的醫(yī)療應(yīng)用研究[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2009年

2 陳曉燕;;光纖激光器的發(fā)展與應(yīng)用[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)第十三屆電子元件學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

3 曲宙;李秋實(shí);曲偉;趙崇光;;淺析高功率光纖激光器的應(yīng)用[A];科技創(chuàng)新與節(jié)能減排——吉林省第五屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2008年

4 閆大鵬;李成;李立波;劉曉旭;;大功率光纖激光器的產(chǎn)業(yè)化國(guó)產(chǎn)化解決方案[A];科技引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)、支撐跨越發(fā)展——第六屆湖北科技論壇論文集萃[C];2011年

5 劉俊剛;羅君;歐代永;;光纖激光器的發(fā)展動(dòng)態(tài)和應(yīng)用前景[A];全國(guó)第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

6 王志華;;光纖激光器應(yīng)用綜述[A];上海市激光學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

7 侯靜;肖瑞;陳子倫;張斌;;3路光纖激光器陣列相干合成輸出[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

8 劉艷格;董孝義;袁樹(shù)忠;開(kāi)桂云;劉波;付圣貴;王志;;全光纖激光器與放大器研究(特邀)[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

9 季恒;楊四剛;尹飛飛;謝世鐘;;一種基于等效相移的新型雙波長(zhǎng)光纖激光器[A];全國(guó)第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

10 劉雪明;;光克爾效應(yīng)的能量自穩(wěn)定理論及在光纖激光器的應(yīng)用[A];全國(guó)第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

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1 戴勁松;具有國(guó)際先進(jìn)水平的光纖激光器問(wèn)世[N];大眾科技報(bào);2007年

2 記者 涂亞卓　通訊員 廖巧玲 實(shí)習(xí)生 余笑寒;高性能光纖激光器開(kāi)發(fā)成功[N];湖北日?qǐng)?bào);2008年

3 戴勁松;我國(guó)自主研發(fā)高性能光纖激光器打破國(guó)際壟斷格局[N];大眾科技報(bào);2008年

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